徐霜

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定

    摘 要：隨著電力工業的快速發展和國家對工業企業節能減排的力度加大，企業用電成本已成為衡量現代化高效率工廠的重要指標。電能管理軟件的應用大大提高了企業電能量的利用效率和管理水平，本文介紹基于網絡電力儀表的Acrel-2000電力監控系統在蕪湖康衛生物制藥有限公司電能管理中的應用，系統實現了分散式采集和集中控制管理的智能化、數字化、網絡化電能管理。

    1 項目概況

    蕪湖康衛生物科技有限公司始建于2000年12月，原名重慶康衛生物科技有限公司。歷經十多年的發展，目前已成為一家由河北華安生物藥業有限公司、岳陽興長石化股份有限公司、中國人民解放軍第三軍醫大學等股東共同投資的高新科技生物制藥企業，公司現座落于風景優美的鏡湖河畔，辦公面積達千余平米，辦公設施齊全。

    蕪湖康衛生物科技有限公司供電系統，設計二臺干式變壓器供電，采用高供高計。在電房內設一組高壓開關柜，共 10臺，采用直流微機保護，共8臺，直流屏為落地式；變壓器采用干式變壓器，低壓開關柜選用 GCS型，共 43臺，269個低壓配電回路。

    （1）整個企業的供電系統包括10kV以及0.4kV，不同的配電回路給不同的生產設備和供電設施供電。變電所內部各進出線回路眾多，且電力運行數據瞬息萬變，運行人員的巡檢和監控非常不便，無法做到準確、及時、高效，因此通過現代化計算機網絡技術，將變電所內所有用電回路進行集中監控，實現有序合理的管理就顯得尤為重要。

    （2）在配電系統中，涉及到了多家品牌的多種電器產品，比如微機保護、直流屏、變壓器溫控、馬達保護、多功能電表等，各種電器產品都有自己的通訊規約和后臺監控系統，這就帶來一系列的問題：各自獨立的系統使得各子站成為自動化孤島，某種程度上阻礙了全廠電力監控進一步自動化。

    2 解決方案

    針對本項目的實際特點，建立全廠統一電力監控系統是非常有必要的一件事，建立全廠統一電力監控系統必須要解決一下幾點問題：

    （1）選用合理的通訊規約或者對不同的通訊規約進行合理的轉換；

    （2）選擇合理的通訊網絡，構造一個穩定可靠能夠覆蓋全部監控點的通訊網絡；

    （3）簡單易操作、符合相關規范標準以及用戶需求的自動化電力監控軟件。

    2.1通訊規約的統一

    為了統一各電器設備的通訊規約，本項目在設計之初盡量選擇同一廠家同一品牌的設備，比如微機保護、多功能電表、馬達保護等。對于不能統一的設備，比如變壓器溫控器、直流屏等設備盡量選擇具備標準通訊規約的產品，同時配置智能通訊管理機對通訊規約進行有效轉換，統一規約。

    2.2通訊網絡

    整個系統設計了一套Acrel-2000電力監控系統，采用分層分布式結構，即現場設備層、網絡管理層、監控管理層。如下圖所示：

    整套電力監控系統監控管理層包括電能管理主機、打印機、UPS電源等，整個系統的核心Acrel-2000電力監控軟件安裝于電力監控主機，UPS電源作為不間斷電源，當設備供電出現故障時，可以保證電力監控主機正常運行，數據不丟失。

    監控中心設置在二樓監控中心值班室，配電室內儀表、微機保護、直流屏等設備通過485總線連接至通訊管理機Nport5610-16。NPort 5610-16提供簡單方便的聯網方式，不但可以保證現有的硬件資源，更確保未來網絡的擴充可能性。通過簡單的設置，就可以將現有的串口設備立即聯網。再者 NPort 5610-16可以在串口和以太網絡界面之間輕易的執行雙向數據傳輸。NPort 5610-16通訊管理機通過以太網將信號進一步上傳至電力監控主機。

    各用電回路電能數據的采集主要通過PZ系列網絡多功能儀表以及馬達保護裝置進行用電信息的基礎采集以及電動機回路的過載、斷相、不平衡、欠載、接地/漏電、阻塞、外部故障等多種保護，這些采集設備可獨立完成數據采集、計算、保護、通訊等功能，一個設備出現問題時，不會影響其他設備正常運行。所有這些設備均有485通訊接口，可以通過RS485總線連接到網絡層。

    整個配電系統以計算機站控管理系統為核心，采用現代通訊技術，對整個配電系統的用電狀況進行統一管理，實時監測每個環節、每種設備的用電量；實時監測、監督電能質量，及時發現用電故障，避免用電的浪費。

    3 軟件設計及系統功能

    企業電電力監控系統核心是一套強大的用電分析管理系統，通過在線的用電數據信息采集、處理、分析和統計，幫助企業全面的了解真實用電情況、用電環境及生產效率水平。

    數據采集與管理

    數據采集與處理是電力監控系統實現的基礎，系統能實時和定時采集電氣設備的模擬量（電流、電壓、功率、電度、頻率等）、開關量、保護信息等。系統管理軟件可以通過網絡直接讀取各電器設備采集的數據，并可以對采集的所有數據進行顯示、統計、分析、計算和存儲。

    實時計算各線路的功率因數；

    實時計算各線路的有功、無功功率值；

    實時計算每日、每月各條線路的有功，無功最大、最小及平均值；

    實時顯示、統計各回路各時段的電度值,對電能數據進行分時計費統計,根據用戶要求具有多種分時計費(尖、峰、谷、平值等)方案和費率的種類；

    實時顯示、統計各回路每日、每月、每年的有功電度總值和無功電度總值 ；

    實時顯示電容的投切狀態以及手動/自動狀態；

    實時顯示10kV回路以及電動機回路保護信息；

    實時顯示變壓器工作狀態；

    實時顯示直流屏工作狀態

    信息處理

    對實時數據進行統計、分析、計算，產生生產用戶所必需的電壓合格率、有功、無功、電流、總負荷、功率因數、電量日/月/年最大值、最小值及時間、日期、負荷率、數字輸入狀態量邏輯運算值等，設備正常/異常變位次數并加以區分等。

    除對上述內容分析外，還能以在線方式按照數值變換和規定時間間隔不斷處理和計算下述各項內容：

    （1）有功、無功功率，功率因數計算

    （2）開關投/退及保護動作次數的統計

    （3）監控設備、無功裝置投退率計算

    （4）變壓器負荷率計算

    數據記錄

    具有對各種歷史數據的記憶功能，以供隨時查詢、回顧、打印。主要包括：

    狀態變化記錄，狀態變化記錄包括事故狀態變化記錄，預告狀態變化記錄和計算機監控系統異常狀態記錄、測越限記錄、自檢、操作記錄、事件順序記錄

    報表管理

    系統運行的實時信息可以按運行需要的時間間隔記錄并按報表格式顯示和打印，不同時段和全天的實時數據及其統計值，并能查詢系統一年內的任意的日報表，按戶要求的月報表格式制作報表，表在月末生成，具體時間可修改設定，并能查詢到一年內的月報表。

    實時值表數據查詢報表。

    用電趨勢

    對任何測量參數繪制趨勢圖：如電流、電壓、功率等。通過用電曲線圖可以顯示需量的峰值情況，發現危險地負荷趨勢或系統的剩余容量。可以將不同時間段的負荷曲線進行匯總或比較，追蹤每個用電單位每個回路所需消耗的電力成本。用電趨勢如下圖所示：

    告警與控制

    當出現通訊故障、遙測越限或其他報警信號時，系統發出音響提示，并自動彈出報警畫面，報警需操作員確認后方可復位，報警系統記錄入監控數據庫。 當發生開關變位時，自動推出時間報警窗和故障相關畫面，畫面中變位開關閃爍，變色提示并在報警框內有漢字提示的報警語句及當前的變位狀態，并指明變位開關名稱，運行編號和性質（正常操作或事故跳閘）。 當發生電流/電壓越限時，畫面閃爍提示，并在報警提示框里顯示當前越限值。 監控系統自動存儲歷史數據和歷史事件，用戶可以按照設備，數據類型，時間段等等項目自定義查詢。 除計算機報警外，系統還設有專門的聲光報警器，以提醒值班人員。

    4 結束語

    該項目所采用的Acrel-2000電力監控系統已經于2014年末正式投入運行，整個系統運行穩定、安全。系統為各重點用電回路安裝多功能電表，建立全廠電力監控體制，制定用能績效考核方案，通過計算機網絡和信息化技術，對重點用電回路進行用電量計量，提供了大量實時、準確的電力數據，摸清能源流向、了解能源組成，同時通過電力監控軟件提供的各類圖表、報表，為管理者進行內部計量考核、安全用電做出了數據依據用，方便用戶的找到用能不合理之處，指導用戶進行有針對性的管理措施和節能改造措施。

    作者簡介：徐霜，女，本科。任職單位：現任職于安科瑞電氣股份有限公司<